1. 何为异常

2. 异常的分类

2.1 运行异常 / 非受查异常：

3. 异常的处理思想

4. 异常的抛出

5. 异常的捕获

5.1 异常声明 throws

5.2 try-catch 捕获异常并处理

6. finally

7. 异常的处理流程

8. 自定义异常

1. 何为异常

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常(exception)。比如之前写代码时经常遇到的：

1. 算术异常

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(10 / 0);
    }

2. 数组越界访问

int[] arrays = {1,2,3};
System.out.println(arrays[3]);

3. 空指针异常

int[] arrays = null;
System.out.println(arrays.length);

从上述过程中可以看到，java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。那么异常该如何分类呢？

2. 异常的分类

异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构：

从上图中可以看到：

1. Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类：Error 和 Exception

2. Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表： StackOverflowError 和 OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术。

在这里举一个 StackOverflowError 的例子，比如无限递归：

    public static void func(){
        func();
    }
    public static void main(String[] args) {
        func();
    }

3. Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。

就拿算术异常来说，ArithmeticException类继承 RuntimeException类，而 RuntimeException类又继承了 Exception类， Exception类又继承了 Throwable类。

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

2.1 运行异常 / 非受查异常：

在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常(Unchecked Exception)， RuntimeException 以及其子类对应的异常，都称为运行时异常。比如：NullPointerException、 ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。

注意：

编译时出现的语法性错误，不能称之为异常。例如将 System.out.println 拼写错了，写成了 system.out.println。此时编译过程中就会出错，这是 "编译期" 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到 class 文件了，再由 JVM 执行过程中出现的错误。

在没有处理异常的情况下，异常抛出后，后面的代码将不被执行

2.2 编译异常 / 受查异常：

在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception)，比如 IOException、FileNotFoundException。

3. 异常的处理思想

错误在代码中是客观存在的。因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序员。主要的方式

1. LBYL—— Look Before You Leap。在操作之前就做充分的检查，即：事前防御型

boolean ret = false;

ret = 登陆游戏();

if (!ret) {

处理登陆游戏错误;

return;

}

ret = 开始匹配();

if (!ret) {

处理匹配错误;

return;

}

ret = 游戏确认();

if (!ret) {

处理游戏确认错误;

return;

}

ret = 选择英雄();

if (!ret) {

处理选择英雄错误;

return;

}

ret = 载入游戏画面();

if (!ret) {

处理载入游戏错误;

return;

}

缺陷：正常流程和错误处理流程代码混在一起，代码整体显的比较混乱。

2. EAFP——It's Easier to Ask Forgiveness than Permission。"事后获取原谅比事前获取许可更容易"。也就是先操作，遇到问题再处理，即：事后认错型。

try {

登陆游戏();

开始匹配();

游戏确认();

选择英雄();

载入游戏画面();

...

} catch (登陆游戏异常) {

处理登陆游戏异常;

} catch (开始匹配异常) {

处理开始匹配异常;

} catch (游戏确认异常) {

处理游戏确认异常;

} catch (选择英雄异常) {

处理选择英雄异常;

} catch (载入游戏画面异常) {

处理载入游戏画面异常;

}

优势：正常流程和错误流程是分离开的，程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码。

异常处理的核心思想就是 EAFP。在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。

4. 异常的抛出

处理异常的前提是得有异常，所以得先抛出 / 触发异常。

要么是代码在执行过程中自己抛出异常，要么是程序员手动抛出异常，即自定义异常。

在Java中，可以借助 throw 关键字，抛出一个指定的异常对象，将错误原因或者是不满足需求的情况告知给调用者。具体语法如下：

throw new XXXException("异常产生的原因");

示例：

1. 实现一个获取数组任意位置元素的方法

    public static int func4(int[] arr, int index){
        if(arr == null){
            throw new NullPointerException("数组为空指针！");
        }

        if(index < 0 || index >= arr.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("输入的数组下标越界了");
        }

        return arr[index];
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,5,2,7,3};
        System.out.println(func4(arr,4));
        func4(arr,66);
    }

        int[] arr1 = null;
        func4(arr1,12);

需要注意的是：

1. throw 必须写在方法体内部

2. 抛出的对象必须是 Exception 或者 Exception 的子类对象

3. 如果抛出的是 RuntimeException 或者 RuntimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理

4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译

5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

5. 异常的捕获

异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明 throws 以及 try-catch 捕获处理。

5.1 异常声明 throws

throws 处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助 throws 将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常。语法格式：

修饰符返回值类型方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2...{

......

}

    public static void func5(int[] arr) throws CloneNotSupportedException{
        if(arr == null){
            throw new CloneNotSupportedException();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws  CloneNotSupportedException{
        func5(null);
    }

如果没有方法后面的 throws 语句，那么 throw 语句会有红色波浪线标记。但即便写上这么一句，异常依旧未被解决，只是把问题留给调用者想办法。当调用者调用声明抛出异常的方法时，必须对该异常进行处理，或者继续使用 throws 抛出，如上代码所示。最终结果是，JVM 会处理，处理不了，程序会崩溃。

方法内部如果抛出了多个异常，throws 之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。根据上面介绍的知识，我们知道 Exception 是所有异常类的父类，我们却不能直接抛出 Exception，因为目标范围太大了。

5.2 try-catch 捕获异常并处理

throws 对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要 try-catch。

try{

// 将可能出现异常的代码放在这里

}catch(要捕获的异常类型 e){

// 如果 try 中的代码抛出异常了，此处 catch 捕获时异常类型与 try 中抛出的异常类型一致时，或者是 try 中抛出异常的基类时，就会被捕获到

// 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出 try-catch 结构，继续执行后序代码

}[catch(异常类型 e){

// 对异常进行处理

}finally{

// 此处代码一定会被执行到

}]

// 后序代码.......

// 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行

// 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行

注意：

1. [ ]中表示可选项，可以添加，也可以不用添加

2. try中的代码可能会抛出异常，也可能不会

比如上面的 func5 方法，用 try-catch 会如何？

    public static void main(String[] args) {
        try{
            //存放可能抛出异常的代码！
            func5(null);
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace(); //可以打印异常的报错
            System.out.println("捕获 CloneNotSupportedException 异常,并实现处理异常的逻辑！");
        }
        System.out.println("正常逻辑~");
    }

这里需要注意一点，如果 catch 了一个编译异常，那么这就意味着，try 的代码块里一定要抛出一个编译异常，否则就会报错，如:

但如果 catch 的都是 RuntimeException 子类的话，那就没有关系了，如：

    public static void main(String[] args) {
        try{
            int[] arr = null;
            System.out.println(arr.length);
        }catch (ArithmeticException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("捕获 ArithmeticException 异常");
            
        }catch(NullPointerException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("捕获 NullPointerException 异常");
        }
    }

如果 catch 的异常类型是 Exception ，此时 Exception 是所有异常的父类，它能捕获所有异常，那么后续在 catch 具体其他异常，也不会有什么作用。

但如果换个思路，让 Exception 放在最后，作为兜底的异常捕获，也未尝不可：

当 try 代码块中存在多个异常，按照从上往下的顺序，首先抛出的异常会被捕获，而 try 块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行。

还有一点需要注意，那就是 catch 不同异常的逻辑，有点像 switch 中的 case 语句，都会按照“号码牌”来一一对应着捕获。

如果抛出异常类型与 catch 时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，这种情况最终会交给 JVM 来处理，此时 JVM 便会中止程序：

   public static void main(String[] args) {
        try{
            int[] arr = {1,2,5,2,7,3};
            System.out.println(arr[10]);
        }catch (ArithmeticException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("捕获 ArithmeticException 异常");

        }catch(NullPointerException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("捕获 NullPointerException 异常");
        }
        System.out.println("正常逻辑");
    }

try 代码块里出现的数组越界访问异常，但由于 catch 的异常没有与之相匹配的，那么程序中止，下面的正常逻辑并没有被执行：

6. finally

在写程序时，有些特定的代码，不论程序是否发生异常，都需要执行，比如程序中打开的资源：网络连接、数据库连接、IO流等，在程序正常或者异常退出时，必须要对资源进进行回收。另外，因为异常会引发程序的跳转，可能导致有些语句执行不到，finally 就是用来解决这个问题的。

语法格式：

try{

// 可能会发生异常的代码

}catch(异常类型 e){

// 对捕获到的异常进行处理

}finally{

// 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到

}

// 如果没有抛出异常，或者异常被捕获处理了，这里的代码也会执行

捕获到异常时：

对于没有捕获到异常的情况，finally 后的代码块也能执行：

鉴于 finally 的这一特性，finally 后的代码块一般用于资源的释放！如：

【面试题】：

1. throw 和 throws 的区别？

答: throw 是抛出异常，而 throws 是声明异常

2. finally中的语句一定会执行吗？

答：一定

3. 下面代码输出得结果是什么？

// 下面程序输出什么？
public static void main(String[] args) {
    System.out.println(func());
}
public static int func() {
try {
    return 10;
} finally {
    return 20;
}
}

输出结果为 20

解析：finally 中的语句一定会执行。finally 执行的时机是在方法返回之前。如果 try 或者 catch 中有 return ，那么会在这个 return 之前执行 finally 中的语句，但如果 finally 中也存在 return 语句，那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return。

7. 异常的处理流程

【异常处理流程总结】

1. 程序先执行 try 中的代码

2. 如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配

3. 如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码

4. 如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者

5. 无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行)

6. 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递

7. 一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止

8. 自定义异常

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类，但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，比如注册时，昵称不允许有特殊字符等。此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构。

例如，我们实现一个用户登陆功能，那么就有可能抛出两种异常，如用户名异常以及密码异常。我们可以基于已有的异常类进行扩展(继承)，创建和我们业务相关的异常类。

具体方式：

1. 自定义异常类，然后继承 Exception 或者 RunTimeException，前者是编译异常，后者是运行异常

2. 实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因

参考代码如下：

public class UserNameException extends RuntimeException{
    public UserNameException() {
        super();
    }

    public UserNameException(String s) {
        super(s);
    }
}

public class UserPasswordException extends RuntimeException{
    public UserPasswordException() {
        super();
    }

    public UserPasswordException(String s) {
        super(s);
    }
}

public class Text {
    String name = "uuhello";
    String password = "1234567";

    public void login(String name , String password){
        if(!this.name.equals(name)){
            throw new UserNameException("用户名输入错误！");
        }
        if(!this.password.equals(password)){
            throw new UserPasswordException("密码输入有误！！");
        }
        System.out.println("登陆成功！");
    }
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String name = sc.nextLine();
        String password = sc.nextLine();

        Text text = new Text();
        try{
            text.login(name,password);
        }catch(UserNameException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("用户名异常");
        }catch(UserPasswordException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("密码输入错误");
        }finally{
            sc.close();
        }
    }
}